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Angew. Chem. 華東理工大學(xué)田禾院士、馬驤教授團(tuán)隊在純有機(jī)室溫磷光(RTP)研究領(lǐng)域取得新突破

來源:華東理工大學(xué)      2021-06-29
導(dǎo)讀:近日,華東理工大學(xué)費林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心田禾院士、馬驤教授團(tuán)隊在純有機(jī)室溫磷光(RTP)研究領(lǐng)域取得了新突破,報道了一種可以構(gòu)建高效有機(jī)RTP流體材料的通用策略,相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》 (Angew. Chem. Int. Ed. 2021, DOI: 10.1002/anie.202107323)。

眾所周知,純有機(jī)體系的三重激發(fā)態(tài)容易在高溫和氧氣環(huán)境中失活,因此開發(fā)有機(jī)染料在極端條件下的三重態(tài)發(fā)光功能已經(jīng)成為這個領(lǐng)域重要的研究議題。相比于固體有機(jī)RTP材料,流體有機(jī)RTP材料可以應(yīng)用于更多特殊應(yīng)用情景中,比如用于不規(guī)則表面的涂層發(fā)光等。此外,高溫磷光有機(jī)染料在很多情景下亦具有重要的應(yīng)用價值,因此發(fā)展具有高溫磷光發(fā)射的流體純有機(jī)磷光材料的通用性構(gòu)建策略具有重要意義和價值。構(gòu)建純有機(jī)RTP材料的主要設(shè)計思路之一是通過構(gòu)建染料分子的剛性外部環(huán)境以抑制三線態(tài)激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的非輻射失活過程。因此,柔性軟材料一直被認(rèn)為難以作為剛性化基質(zhì)抑制三重激發(fā)態(tài)的非輻射失活以產(chǎn)生高效室溫磷光。目前只有極少數(shù)量子效率很低的流體有機(jī)RTP材料的報道。該團(tuán)隊報道了一種可以構(gòu)建高效流體有機(jī)RTP材料的通用策略:通過低共熔策略將多個高熔點的純有機(jī)組分混合加熱,就可以制備出了一系列在室溫環(huán)境下具有流動能力的基質(zhì)。此基質(zhì)具有宏觀流體性能,且可以有效抑制流體中摻雜的有機(jī)磷光染料的非輻射失活和氧氣猝滅效應(yīng),甚至讓只能在室溫或是低溫條件下發(fā)光的有機(jī)磷光染料在高溫(85℃)時也可以發(fā)射中等強(qiáng)度的磷光。

團(tuán)隊將兩種有機(jī)酸、β-環(huán)糊精和三種有機(jī)染料以低共熔策略混合,構(gòu)建了兩類具有高量子效率RTP發(fā)射(~30%)的純有機(jī)流體材料。該流體材料為透明液體,其室溫磷光發(fā)射照片如圖所示。此外,按照特定比例混合具有藍(lán)光和紅光發(fā)射的有機(jī)磷光染料,可以制備具有白色磷光發(fā)射的流體材料(色坐標(biāo)為(0.33,0.31))。材料相應(yīng)的流體力學(xué)特性均經(jīng)過了流變學(xué)數(shù)據(jù)的驗證。

同時,這些有機(jī)流體材料的磷光發(fā)射也顯示出良好的溫度耐受性(Φ358K~4.53%)。基于這些特性,該研究團(tuán)隊還提出了一種可視化的濕度/溫度響應(yīng)系統(tǒng),可以對物體的溫度分布進(jìn)行定量分析。

該論文第一作者為華東理工大學(xué)精細(xì)化工研究所博士生孫思宇,通訊作者為馬驤教授,得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項目、國際合作重點項目和上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等項目資金的支持。

相關(guān)鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202107323



參考資料:https://news.ecust.edu.cn/2021/0625/c32a159553/page.htm

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